[發(fā)明專利]一種軌道交通用非平衡電橋絕緣電阻檢測(cè)電路及計(jì)算方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011266356.1
• 申請(qǐng)日: 2020-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN112540226A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 關(guān)煬;馬澤宇;朱子陽(yáng);李路德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京北交新能科技有限公司
• 主分類號(hào): G01R27/02
• 分類號(hào): G01R27/02;G01R27/20;G01R31/389;G01R31/396;G01R31/364;G01R31/36;G01R19/25;G01R31/00
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11392
• 代理人: 馮靈智

本發(fā)明涉及一種軌道交通用非平衡電橋絕緣電阻檢測(cè)電路及計(jì)算方法，檢測(cè)電路包括：?jiǎn)慰刂崎_關(guān)非平衡電橋電路、兩個(gè)電壓調(diào)理電路、AD采樣電路、信號(hào)隔離電路和MCU模塊；單控制開關(guān)非平衡電橋電路通過電壓調(diào)理電路與AD采樣電路連接，AD采樣電路通過信號(hào)隔離電路與MCU模塊連接。本發(fā)明只需要一個(gè)控制開關(guān)進(jìn)行電路切換，并將五個(gè)參數(shù)值帶入計(jì)算公式即可得到絕緣電阻阻值，控制流程簡(jiǎn)單，降低了系統(tǒng)的故障率和成本；絕緣電阻計(jì)算公式簡(jiǎn)潔明了，單片機(jī)計(jì)算耗時(shí)短，計(jì)算得到的絕緣電阻精度可達(dá)到5％；采用高低壓隔離設(shè)計(jì)，高壓采集側(cè)與地之間、高壓采集側(cè)與低壓供電側(cè)耐壓均可達(dá)到6000VAC，增加系統(tǒng)安全性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通領(lǐng)域，具體涉及一種軌道交通用非平衡電橋絕緣電阻檢測(cè)電路及計(jì)算方法。

背景技術(shù)

軌道交通所搭載的動(dòng)力電池電壓達(dá)到幾百伏甚至一兩千伏，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人體安全電壓的范圍。因此，動(dòng)力電池必須與車身保持良好的絕緣狀態(tài)，才能保證人員的人身安全。由于軌道交通工作環(huán)境比較惡劣，振動(dòng)、高低溫、濕變、酸堿氣體腐蝕等，都可能造成絕緣材料老化甚至破損，造成絕緣強(qiáng)度下降，進(jìn)而危及人身安全，因此對(duì)動(dòng)力電池絕緣電阻進(jìn)行監(jiān)測(cè)，是軌道交通的基本安全要求之一。

現(xiàn)有的非平衡電橋法絕緣檢測(cè)電路通常是上下橋臂各串聯(lián)一個(gè)控制開關(guān)，控制流程通常是先閉合上橋臂開關(guān)、斷開下橋臂開關(guān)得到一組采樣電壓，接著斷開上橋臂開關(guān)、閉合下橋臂開關(guān)得到另一組采樣電壓，最后代入計(jì)算公式求解出電池組正負(fù)端對(duì)地的絕緣電阻。上述非平衡電橋法的控制開關(guān)數(shù)量要比單控制開關(guān)電路多一個(gè)，相對(duì)應(yīng)的，故障率和成本也比單控制開關(guān)電路要高。另外，絕緣電阻的計(jì)算公式復(fù)雜，沒有做簡(jiǎn)化處理。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有的非平衡電橋法故障率和成本高、計(jì)算公式復(fù)雜的問題，具體解決方案就是采用單控制開關(guān)(可選取上橋臂控制開關(guān)或者下橋臂控制開關(guān))代替雙控制開關(guān)，并對(duì)計(jì)算公式進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算，以解決這些問題。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種軌道交通用非平衡電橋絕緣電阻檢測(cè)電路，包括：?jiǎn)慰刂崎_關(guān)非平衡電橋電路、兩個(gè)電壓調(diào)理電路、AD采樣電路、信號(hào)隔離電路和MCU模塊；單控制開關(guān)非平衡電橋電路通過電壓調(diào)理電路與AD采樣電路連接，AD采樣電路通過信號(hào)隔離電路與MCU模塊連接；

單控制開關(guān)非平衡電橋電路包括：分壓電阻R1、分壓電阻R2、分壓電阻R3、分壓電阻R4、分壓電阻R5、分壓電阻R6、分壓電阻R7、分壓電阻R8、采樣電阻R9、采樣電阻R10和一個(gè)控制開關(guān)K；兩個(gè)電壓調(diào)理電路分別與采樣電阻R9、采樣電阻R10的兩端連接；

等效絕緣電阻R_P和等效絕緣電阻R_N分別為電池正端對(duì)地、負(fù)端對(duì)地的等效絕緣電阻，等效絕緣電阻R_P和等效絕緣電阻R_N的連接點(diǎn)c與車身地連接；

單控制開關(guān)非平衡電橋電路由上橋臂和下橋臂組成，上橋臂的一端連接電池的正極，下橋臂的一端連接電池的負(fù)極，上橋臂的另一端和下橋臂的另一端的連接點(diǎn)d與車身地連接；上橋臂包括分壓電阻R1～R3和采樣電阻R9，分壓電阻R1～R3和采樣電阻R9串聯(lián)；下橋臂包括分壓電阻R4～R6和采樣電阻R10，分壓電阻R4～R6和采樣電阻R10串聯(lián)；控制開關(guān)K和分壓電阻R7、R8串聯(lián)后，再和分壓電阻R5、R6或者分壓電阻R2、R3并聯(lián)；采樣電阻R9和采樣電阻R10分別有一端與連接點(diǎn)d連接。

分壓電阻R1～R8的阻值相同，采樣電阻R9、R10的阻值相同，且分壓電阻阻值遠(yuǎn)大于采樣電阻阻值。

控制開關(guān)K選用Panasonic公司的AQV258。